烟台优化网站建设,水泥网站营销方案怎么做,国家企业信用信息公示系统官网河南,广告公司网站制作一、什么是进程1.1 操作系统学习进程之前首先要了解我们的操作系统#xff08;OS#xff09;#xff0c;我们的操作系统实际上也是一款软件#xff0c;属于系统软件的范畴#xff0c;操作系统早期采用命令提示框与用户交互#xff0c;我们启动某个软件#xff0c;打开某…一、什么是进程1.1 操作系统学习进程之前首先要了解我们的操作系统OS我们的操作系统实际上也是一款软件属于系统软件的范畴操作系统早期采用命令提示框与用户交互我们启动某个软件打开某个文件夹等等都是需要输入命令来进行操作的 典型的就是 Linux 操作系统也是职场中常用的一款操作系统我们现在常用的 Windows 系列的操作系统是一款图形化操作界面的操作系统用户使用鼠标点一点划一划就执行对应的操作所以对于大众来讲是一款好用的操作系统但是对应的存储空间内存的占用是远远大于命令提示的操作系统。Windows 启动应用是双击应用的快捷方式图标以qq 为例我们桌面的快捷方式可以理解为是 .exe 文件的“超链接”鼠标选中快捷方式右击选择属性打开文件所在位置我们就来到了当初我们安装qq 应用时目录链接对应了一个 .exe 文件的我们直接双击 .exe 文件也是可以直接启动qq 的。 那么 . exe 是什么文件呢。EXE可执行文件,就是在 WINDOWS环境下,你双击直接就能打开的文件EXE File英文全名executable file 译作可执行文件可移植可执行 (PE) 文件格式的文件它可以加载到内存中并由操作系统加载程序执行是可在操作系统存储空间中浮动定位的可执行程序。操作系统有什么用呢我觉得是控制计算机各部件协调一致的运行在硬件层面需要管理好各种硬件设备比如说键盘鼠标硬盘当时适配这方面主要是靠主板支持操作系统能够适配支持并管理硬件。在软件层次操作系统需要给软件提供稳定的运行环境当然软件在这个方面是需要去适配操作系统的如果操作系统不支持你这软件运行那也是白给。可以理解为操作系统是软件和硬件之间的桥梁是计算机的灵魂。有了操作系统之后呢软件就可以通过操作系统来间接的操作某个硬件设备。1.2 进程的概念 process上面提到我们 windows 中支持的一种 .exe 的运行文件当我们双击启动这个文件时这个程序就跑起来了那么在系统中就会形成一个进程。不知道有没有学习过C语言的朋友一个 . 文件到 .exe 文件需要经过预编译、编译、汇编、链接中间会涉及到3个文件。在C语言中,源程序(.c文件)经过编译程序编译之后,会生成一个后缀为“.obj”的二进制文件(称为目标文件);最后还要由称为“连接程序”(Link)的软件,把此“.obj”文件与c语言提供的各种库函数连接在一起,生成一个后缀“.exe”的可执行文件。” .exe 文件也可以理解为里面包含了许多二进制的指令可以在 Windows 系统上运行. exe 文件的启动加载在内存中运行后其中指令的处理是交给 CUP (中央处理器)来处理的。对于 Java 代码来说我们会创建 “.java”文件java 文件经过我们的JDK javac命令编译后会生成 “.class”文件也叫字节码文件里面也是二进制指令只是 .class 文件需要在 JVMjava虚拟机 中才可以运行这也是 java 只要生成了.class 文件 就可以到处运行只要用户安装了 JDK 即可无论是哪一种语言计算机之所以可以运行的最主要的原因是它最终会生成 二进制文件然后被 CPU 处理。上面说到当我们运行某个应用程序的时候就相当于生成了一个进程当然每生成一个进程操作系统就会为其分配内存空间由CPU 处理其中的数据我们可以通过任务管理器来查看 我们电脑目前进程运行的状态。我们通过任务管理器就可以发现原来电脑有许多进程在运行呢。操作系统对进程的管理有两步1. 使用一个构架来描述这个进程C 语言的结构体Java 的类把进程基本信息表示出来。2. 底层使用一种数据结构来将这些进程组织起来放在一起想象链表 每个value 值是一个进程CPU 就可以遍历这种数据结构从而达到处理数据的目的。此时我们对进程是什么东西应该是有了一个大概的理解总结进程Process是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动可以把进程看做程序的一次运行过程。进程在运行的是会消耗资源的比如运行消耗内存会涉及到数据的访问——硬盘数据的处理——CPU等一系列操作进程是操作系统分配资源的基本单位1.3 进程的基本属性上文我们初步认识到了进程个什么东西进程看做程序的一次运行过程。现在我们认识进程的几个重要的基本属性进程的IDPID每一个进程都有一个非负整型表示的唯一进程IDPID好比方我们的身份证一样,每一个人的身份证号是唯一的。内存指针看名字大致也能理解是啥意思就是起一个标识的作用当前进程在内存的那一部分运行。文件的描述表“文件”是硬盘存储数据、整理数据的基本单位可以看到我们的下载某个软件的安装包在安装的时候会生成一个文件夹进行管理那么进程在运行的过程当中难免会打开一些文件来访问数据此时进程每打开一个文件就会产生一个“文件描述符”标识被打开的文件文件相关信息然后创建对应的一个顺序结构用于存放这些文件标识符那么这个顺序结构就被我们称之为“文件描述符表”我们在对文件的读写操作的时候就会使用到“文件描述符“的信息。进程的调度接下来这组属性是进程学习中非常重要的一个知识点。1.4进程的调度在软件层次操作系统给软件提供的稳定的运行环境进程是操作系统分配资源的基本单位当一个进程运行时操作系统会为其开辟内存空间提供硬盘上的访问权限以及CPU ……CPU (中央处理器) 主要是负责 处理指令、执行操作、控制时间、处理数据四大作用, 咱们的程序能运行靠的就是CPU , 每个程序就相当于一组“二进制指令”的集合.exe 文件, . class 文件都是二进制文件。我们先来简单的了解一下CPU CPU 的字长字长是指CPU在同一单位时间内—次能够处理的二进制位数。CPU的字长主要根据运算器和寄存器的位数确定。比如一个CPU有32位的寄存器并且一次处理32个二进制位字长值越大一次可处理的数据二进制位数越多运算能力就越强。目前CPU大多是32位或64位。CPU 的主频CPU的主频是指CPU的时钟频率它是决定执行指令速度的计时器通常用MHz(兆赫兹)和GHz(千兆赫兹)来度量。1MHz相当于1秒内有1百万个时钟周期1GHz相当于1秒内有10亿个时钟周期10亿条指令。CPU 的核心数常见的CPU核数有双核、四核、六核、八核、十二核等。在内核频率、缓存大小等条件相同的情况下CPU内核数量越多CPU的整体性能越强。比如3.8GHz的6核CPU就比3.8GHz的双核CPU性能要强。有些CPU的单核就非常强大inter 系列的CPU 的每个单核心是比较强大的即使核心线程数量不是很多也不比普通的多核心的CPU 差对于 AMD 系列的 CPU 来讲多核心多进程在这方面是可以的在同等价格上。我们也经常听说 CPU 是几核 多少线程 例如 8核 16 线程每个核心就相当于有一个人干活八个核心就是八个人干活 16 线程啥意思嘞一个CPU 核心可以同时、并行的运行两个线程。就是说一个CPU核心一个人顶俩人干活(一个 CPU 的物理核心内部有两个逻辑的处理单元) 8 核 16线程 8个人可以同时干16 个人的活我启动qq,启动微信启动 qq 音乐腾讯视频我一口气启动18 款应用 8核16 线程的CPU 可以运行吧。博主电脑的CPU是 4 核 8 线程的基准速度就是CPU的主频率 3.11 GHz (一秒钟 31亿条指令)但是我们可以看到现在博主电脑有220 个进程同时在运行我的 CPU 只有区区的四核那岂不是妥妥的狼多肉少。1.4.1 CPU 处理进程的方式并行例如在同一时刻两个核心同时执行两个进程此时我们可以认为这两个进程是并行执行的。博主的CUP 4 核 8 线程能同时执行 8 个进程这些进程每个都有一个独立的核心处理数据这就是并行处理的方式。并发一个核心先执行 进程1执行一定的时间后再执行进程2执行一定的时间后再执行进程3……最后又执行进程1如此以往只要核心切换的速度足够快那么这些进程之间就相当于“同时”执行的我们讲这种操作成称之为“并发。所以即使博主 CPU 只有8 个逻辑处理核心采用并发的方式也是可以“同时”执行 200 的进程的CPU 处理数据的速度是非常快的所以进程之间来回切换人眼是无法感受到的宏观上是同时执行的。对于多进程之间的处理具体那个 核心并发处理那些进程是由操作系统分配的也就是说如果操作系统不支持并发的处理数据你的CPU 核心数再多也白搭。也不是说系统中不存在 并行操作我们很多的时候把 “并行” 和 并发 统称为并发。当一个核心并发的处理特别多的任务比如说一万个任务的时候我们就可以称之为”高并发“。1.4.2 并发执行的基本属性上文讲述了处理 多进程多任务的两种方式接下来给大家讲讲进程在并发的过程中涉及到的基本的知识点。进程的状态运行态进程占有处理器正在运行。就绪态一个进程已经准备好随时被CPU 执行。阻塞态指进程不具备运行条件暂时无法执行。通常一个进程在创建后将处于就绪状态。每个进程在执行过程中只能是上述三种状态之一。同时在一个进程执行过程中它的状态将会发生改变。引起进程状态转换的具体原因如下1运行态一一等待态等待使用资源或某事件发生如等待外设传输;等待人工干预。2等待态一一就绪态资源得到满足或某事件己经发生如外设传输结束人工干预完成。3运行态一一就绪态运行时间片到或出现有更高优先权进程。4就绪态一一运行态CPU空闲时被调度选中一个就绪进程执行。进程的优先级进程之间的调度时间上的分配不一定是公平的有的需要优先调度比如操作系统的进程……进程的上下文进程在并发处理的状态下处理器会循环在各进程之间进行切换处理上下文就是描述当前进程执行到哪里的执行到了那条指令“存档记录”进程在“暂时 离开CPU 的时候就会将运行时的中间结果存档等 CPU 下次再执行该进程的时候根据“存档记录”恢复到上次执行的状态然后继续对该进程往后执行。其中的处理过程会涉及到 CPU 其中的寄存器CPU 的寄存器会动态的维护操作系统为进程分配的空间包括“存档记录”,当进程离开CPU 的时候就需要把这些寄存器的值保存在PCB 的上下的字段中当CPU 下次继续执行该进程的时候CPU 的寄存器会重新维护我们的进程把PCB 中的值给恢复到上下文的字段中所谓的上下文具体指的就是进程运行过程中CPU 内部的一系列存储器维护的值。秒懂百科对 PCB 的解释为了描述控制进程的运行系统中存放进程的管理和控制信息的数据结构称为进程控制块PCB Process Control Block它是进程实体的一部分是操作系统中最重要的记录性数据结构。它是进程管理和控制的最重要的数据结构每一个进程均有一个PCB在创建进程时建立PCB伴随进程运行的全过程直到进程撤消而撤消。进程的记账信息为了统计每个进程在 CPU 上执行的时间可以作为进程调度的参考依据当某个进程执行的时间相对较长或者是相对较短操作系统就可以根据进程的记账信息对进程做出相应的处理。进程的组织操作系统会使用双向链表这样的结构来组织进程创建一个进程就是创建一个链表的节点销毁一个进程就是把链表的节点删除了遍历进程列表就是在遍历链表1.5 内存的分配每个进制在执行的时候操作系统会给进程分配内存用于执行不同的进程使用的是不同的区域进程之前互相之间不会干扰。那么操作系统是怎么保证各进程之间不会相互干扰呢操作系统给进程分配的内存空间是以“虚拟地址空间”的形式进行分配的。站在这两个进程的角度来讲他们操作的是页表生成的虚拟地址进程对内存的访问会受到页表的检查如果该进程访问的虚拟内存的地址越界等不在页表的记录中页表就无法映射出真实的内存地址不会去执行操作也就无法真正的修改真实的内存的值。这样就避免了进程之间的相互影响最大的目的就是为了方便校验当前地址是否有效也提升了操作系统的稳定性。一个进程无法直接干涉另一个进程的内存数据。进程具有独立性每个进程有自己独立的地址空间1.6 进程的通信进程具有独立性但是有些时候进程之间需要进行交互进程通信是指在进程间传输数据(交换信息)。例如启动腾讯视频如果你qq在线就可以直接点击qq登录也就不需要再输入账号密码验证了验证操作已经在 qq 执行过了就会很方便检索的信息也是来自qq 提供的账号密码信息。进程之间的通信就是在进程相互独立的情况下找一个公共区域然后进程之间通过这个公共区域进行数据交换。并发进程之间的相互通信是实现多进程间协作和同步的常用工具具有很强的实用性进程通信是操作系统中极为重要的部分。至此进程的基本认识博主已经分享完了希望对大家有所帮助如有不妥之处欢迎批评指正。本期收录于博主的专栏——JavaEE适用于编程初学者感兴趣的朋友们可以订阅查看其它“JavaEE基础知识”。下期预告线程的概念感谢每一个观看本篇文章的朋友更多精彩敬请期待保护小周ღ *★,°*:.☆(▽)/$:*.°★* ‘
